KH2PO4 ընդդեմ K2HPO4. Հասկանալով ֆոսֆատ բուֆերների հիմնական տարբերությունները

Այս հոդվածը բացատրում է KH2PO4- ի (Կալիումի դիհիդոգեն ֆոսֆատի) եւ K2HPO4- ի (DipotAstassium ջրածնի ֆոսֆատի) միջեւ եղած տարբերությունները, ֆոսֆատ բուֆերային լուծումների երկու ընդհանուր բաղադրիչ: Մենք կքանդվենք նրանց քիմիական հատկությունների մեջ, թե ինչպես են դրանք գործում բուֆերներով, եւ ինչպես ընտրել ճիշտը ձեր հատուկ կարիքների համար: Անկախ նրանից, թե դուք փորձառու հետազոտող եք, թե պարզապես սկսվում եք լաբորատորիայում, այս տարբերությունները հասկանալը կարեւոր է ճշգրիտ փորձարարական արդյունքների համար: Սա ա Պետք է կարդալ Յուրաքանչյուր ոք, ով աշխատում է բուֆերային լուծույթներով կենսաբանության, քիմիայի կամ հարակից ոլորտներում:

Ինչ է ֆոսֆատ բուֆերը: Բացատրություն

A բուֆեր Լուծումը շատ կարեւոր գործիք է գիտական ​​փորձերի մեջ: Դրա հիմնական գործը փոփոխություններին դիմակայելն է pH Երբ փոքր քանակությամբ թթու կամ բազան են ավելացվածՄի շարք Սա կարեւոր է, քանի որ շատ քիմիական ռեակցիաներ, հատկապես կենսաբանական համակարգերում գտնվողները, շատ զգայուն են pH փոփոխությունների համար:

Ֆոսֆատի բուֆերներ, մասնավորապես, լայնորեն օգտագործվում են, քանի որ կարող են բուֆեր A PH- ի մի շարք արժեքների եւ համատեղելի են կենսաբանական շատ համակարգերի հետ: Դրանք պատրաստված են տարբեր ձեւերի միջոցով ֆոսֆատ, մոլեկուլ, որը պարունակում է ֆոսֆոր եւ թթվածին: Բնորոշ Ֆոսֆատի բուֆեր գուցե պարունակել խառնուրդ Kh2po4 (կալիումի դիհիդոգեն ֆոսֆատ) եւ K2hpo4 (Դիպոտասիում ջրածնի ֆոսֆատ) Այս երկու բաղադրիչների հատուկ հարաբերակցությունը որոշում է եզրափակիչը pH դրանց բուֆեր.

Որն է տարբերությունը KH2PO4- ի եւ K2HPO4- ի միջեւ:

Բանալին տարբերություն միջեվ Kh2po4 մի քանազոր K2hpo4 ընկած է թվով ջրածին Ը) ատոմներ պարունակել.

• Kh2po4 (Կալիումի դիհիդոգեն ֆոսֆատ). Այս միացությունը հայտնի է նաեւ որպես մոնոբազ կալիումի ֆոսֆատՄի շարք Այն ունի երկու ջրածին ատոմներ: Երբ ջրի մեջ լուծարվում է, այն գործում է որպես թույլ թթու, Պրոտոն (H +) նվիրաբերելով դեպի լուծում.

• K2hpo4 (Dipotassium ջրածնի ֆոսֆատ). Այս միացությունը հայտնի է նաեւ որպես դիբասիկ կալիումի ֆոսֆատՄի շարք Այն ունի միայն մեկը ջրածին ատոմ: Երբ ջրի մեջ լուծարվում է, այն գործում է որպես թույլ հիմք, ընդունելով պրոտոն (H +) լուծում.

Քիմիական կառուցվածքի այս թվացյալ փոքր տարբերությունը հանգեցնում է լուծման իրենց վարքի զգալի տարբերությունների: Kh2po4 նպաստում է թթվային հատկություններին բուֆեր, մինչդեռ K2hpo4 նպաստում է հիմնականին (կամ ալկալային) հատկությունները:

Ինչպես են KH2PO4- ը եւ K2HPO4- ը միասին աշխատում բուֆերային լուծույթում:

Kh2po4 մի քանազոր K2hpo4 միասին աշխատեք որպես կոնյուկատվի թթու բազային զույգ, ստեղծելու համար Ֆոսֆատի բուֆերՄի շարք Հավասարակշռության արձագանքը կարող է ներկայացվել հետեւյալ կերպ.

H2PO4- (AQ) + H2O (L) ⇌ HPO42- (AQ) + H3O + (AQ)

• Kh2po4 Ապահովում է H2PO4- (Dihydrogen ֆոսֆատ) իոններ:
• K2hpo4 Ապահովում է HPO42- (ջրածնի ֆոսֆատ) իոններ:

Երբ փոքր քանակությամբ թթու (H +) է ավելացված դեպի բուֆեր, HPO42- իոնները արձագանքում են թթու, հավասարակշռությունը տեղափոխելով ձախ եւ նվազագույնի հասցնելով փոփոխությունը pHՄի շարք Երբ փոքր քանակությամբ բազա (Oh-) է ավելացված, H2PO4- իոնները արձագանքում են բազային, հավասարակշռությունը ճիշտ եւ կրկին նվազագույնի հասցնելով փոփոխությունը pHՄի շարք PH- ի փոփոխություններին դիմակայելու այս ունակությունն այն է, ինչը դարձնում է բուֆեր այնքան օգտակար: Հարաբերակցությունը կլինի ավելացնել էֆեկտին:

Ինչպես պատրաստել ֆոսֆատ բուֆերային լուծույթ KH2PO4 եւ K2HPO4- ով:

Դեպի նախապատրաստվել a Ֆոսֆատի բուֆեր Լուծում, ձեզ հարկավոր կլինի.

1. Kh2po4 (Կալիումի դիհիդոգեն ֆոսֆատ)
2. K2hpo4 (Դիպոտասիում ջրածնի ֆոսֆատ)
3. Թորած ջուր
4. PH մետր
5. Գավաթներ եւ ակտիվացնող սարքավորումներ

Ահա ընդհանուր ընթացակարգ (միշտ խորհրդակցեք հատուկի հետ) արձանագրություն Ձեր ցանկալի համար pH մի քանազոր համակենտրոնացում)

1. Որոշեք ձեր բուֆերի ցանկալի pH- ն ու կենտրոնացումը: Օրինակ, գուցե ցանկանաք 0,1 մ Ֆոսֆատի բուֆեր PH 7.2-ում:

2. Հաշվարկեք KH2PO4 եւ K2HPO4- ի քանակը: Կարող եք օգտագործել Henderson-Hasselbalch- ը հավասարություն կամ առցանց բուֆեր հաշվիչները ճիշտ որոշելու համար հարաբերություն երկու բաղադրիչներից: Հենդերսոն-Հասսելբալչի հավասարումը հետեւյալն է.
   pH = pka + log ([hpo42 -] / [H2PO4-])
   Որտեղ pka- ն անընդհատ կապված է ֆոսֆատ իոն (ֆոսֆորի երկրորդ տարանջատման համար մոտավորապես 7.2) թթու)

3. Հաշվարկեք KH2PO4- ի եւ K2HPO4 խլուրդները բուֆերի մեջ, ապա ավելացնել համապատասխան մոլարի քաշը եւ դա ձեզ կասի, թե որքան գրամ է ավելացնում լուծում:

4. Հալվել հաշվարկված զանգվածները Kh2po4 մի քանազոր K2hpo4 մի ծավալի ջրի մեջ, որը մի փոքր պակաս է, քան ձեր վերջնական ցանկությունը ծավալՄի շարք Օրինակ, եթե ցանկանում եք 1 լիտր բուֆեր, Սկսեք մոտ 800-ով սուլ ջրի մեջ:

5. Խառնել լուծումը, մինչեւ աղերը ամբողջությամբ լուծվեն:

6. Լուծման pH չափելու համար օգտագործեք PH մետր:

7. Անհրաժեշտության դեպքում կարգավորեք pH- ը `ավելացնելով փոքր քանակությամբ խենթացված լուծույթ կամ խենթության (PH- ն իջեցնելու) կամ K2HPO4- ը իջեցնելու համար (PH- ն բարձրացնելու համար):

8. The անկալի pH- ի հասնելուց հետո ավելացրեք թորած ջուր `վերջնական ցանկալի ծավալը լուծումը բերելու համար:

Որն է ֆոսֆատ բուֆերի pH- ի տեսականին:

Ֆոսֆատի բուֆերներ առավել արդյունավետ են pH մոտավորապես 6.0-ից 8.0 տող: Դա այն է, որ PKA- ն է ջրածնի ֆոսֆատ/ dihydrogen ֆոսֆատ Հավասարակշռությունը մոտ 7.2 է: Է բուֆերային հզորություն ամենաբարձրն է, երբ pH մոտ է PKA արժեքին: Չնայած այն ամենաարդյունավետն է 7.2-ի մոտ, դա կարող է բուֆեր մի շարք արժեքների, ներառյալ մի փոքր ալկալային 7.4.

Այնուամենայնիվ, կարեւոր է նշել, որ արդյունավետ է բուֆեր միջակայքը կարող է փոքր-ինչ երկարաձգվել, կախված ընդունելի հանդուրժողականությունից pH որոշակի դիմումի փոփոխություն: Էունք Ֆոսֆատի բուֆեր դեռ կարող է տրամադրել մի քանիսը բուֆեր հզորությունը այս տիրույթի սահմաններից դուրս, բայց դա ավելի քիչ արդյունավետ կլինի դիմադրելու համար pH փոփոխություններ: Է Ֆոսֆատի բուֆեր Range- ը իդեալական է կենսաբանական շատ ծրագրերի համար:

Ինչպես կարող եմ ընտրել kh2po4- ի եւ k2hpo4- ի միջեւ իմ փորձի համար:

Օգտագործելու ընտրությունը Kh2po4 կամ K2hpo4 մենակ կամ համակցված, ամբողջովին կախված է ցանկալիից pH ձեր լուծում.

• Եթե ​​ձեզ հարկավոր է թթվային լուծում, դուք կօգտագործեք հիմնականում Kh2po4.
• Եթե ​​ձեզ հարկավոր է հիմնական կամ ալկալային լուծում, դուք կօգտագործեք հիմնականում K2hpo4.
• Եթե ​​Ձեզ անհրաժեշտ է չեզոք կամ մոտ չեզոք pH, հարկավոր է օգտագործել a խառնել երկուսն էլ Kh2po4 մի քանազոր K2hpo4 ստեղծել ա բուֆերՄի շարք Ճշգրիտ հարաբերություն երկուսից կախված կլինի հատուկից pH Դուք փորձում եք հասնել:

Հազվադեպ է օգտագործել այս միացություններից միայն մեկը հետազոտական ​​պարամետրերում: Ամենից հաճախ, դուք նպատակ ունեք ստեղծել ա բուֆեր լուծում `կայունացնելու համար pH արձագանքից կամ լուծում.

Կարող եմ օգտագործել ֆոսֆորաթթու (H3PO4) ֆոսֆատ բուֆեր պատրաստելու համար:

Այո, կարող եք օգտագործել ֆոսֆորաթթու (H3PO4) նախապատրաստվել a Ֆոսֆատի բուֆերՄի շարք Այնուամենայնիվ, ֆոսֆորաթթու տրիռոտիկ է թթու, Այսինքն այն ունի երեք Ionizable ջրածնի ատոմ: Սա հանգեցնում է երեք տարբեր տարանջատման քայլերի, որոնցից յուրաքանչյուրը իր PKA արժեքով.

1. H3PO4 ⇌ H + H2PO4- (PKA1 ≈ 2.15)
2. H2PO4- ⇌ H + + HPO42- (PKA2 ≈ 7.20)
3. HPO42- ⇌ H + + PO43- (PKA3 ≈ 12.35)

Կատարել a բուֆեր օգտագործում H3PO4, դուք սովորաբար կցանկանայիք ավելացնել ուժեղ հիմք, ինչպես Քոն (կալիումի հիդրօքսիդ) կամ նատրիում Hydroxide (Naoh), մասամբ չեզոքացնել թթու եւ ստեղծել ցանկալի հարաբերություն է ֆոսֆատ տեսակներ: Օրինակ, ստեղծել ա բուֆեր շուրջը pH 7, դու կցանկանայիք ավելացնել Բավական հիմք `երկրորդ տարանջատման քայլին հասնելու համար, ստեղծելով H2PO4- ի եւ HPO42- ի խառնուրդ: Է բուֆեր Գոտու համար ֆոսֆորաթթու տարածվում է բազմաթիվ միջակայքերի:

Օգտագործում H3PO4 կարող է լինել ավելի բարդ, քան օգտագործել Kh2po4 մի քանազոր K2hpo4 Ուղղակիորեն, ինչպես պետք է ուշադիր վերահսկել բազայի քանակը ավելացված հասնել ցանկալիին pHՄի շարք Այնուամենայնիվ, դա կարող է օգտակար մոտեցում լինել, եթե միայն ունեք ֆոսֆորաթթու մատչելի, կամ ուզում եք ստեղծել ա լուծում Ավելի բարձր իոնային ուժ.

Ինչու KH2PO4- ը թթու է, իսկ K2HPO4- ը հիմնական է:

Թթվայնությունը Kh2po4 եւ հիմքը K2hpo4 Հենց ուղղակիորեն առնչվեք նրանց քիմիական կառույցներին եւ ինչպես են դրանք շփվում ջրի հետ:

• KH2PO4 (կալիումի դիհիդոգեն ֆոսֆատ). Երբ Kh2po4 Diss րի լուծարում, այն բաժանում է K + իոնների եւ H2po4- իոնների: Է Dihydrogen ֆոսֆատ իոն (H2PO4-) կարող է գործել որպես թույլ թթու, Proton (H +) նվիրաբերելով ջրին.
  H2PO4- + H2O ⇌ HPO42- + H3O +
  H3O + (հիդրոնում իոնների) ձեւավորումը մեծացնում է թթու համակենտրոնացում լուծում, այն դարձնելով թթվային:

• K2hpo4 (Dipotassium ջրածնի ֆոսֆատ). Երբ K2hpo4 Dvers րի մեջ լուծարվում է, այն բաժանում է 2k + իոնների եւ HPO42- իոնների: Է ջրածնի ֆոսֆատ իոն (HPO42-) կարող է հանդես գալ որպես թույլ հիմք, ջրից պրոտոն (H +) ընդունելով.
  HPO42- + H2O ⇌ H2PO4- + OH-
  Oh- (հիդրօքսիդի իոնների) ձեւավորումը մեծացնում է բազան համակենտրոնացում մեջ լուծում, այն դարձնելով հիմնական կամ ալկալային.

Ինչպես կարգավորել ֆոսֆատ բուֆերի pH- ն:

Հարմարեցնելով pH ա Ֆոսֆատի բուֆեր ընդհանուր է տեխնիկա մեջ լաբորատորիաՄի շարք Ահա, թե ինչպես դա անել.

1. Չափել նախնական pH- ն. Օգտագործեք տրամաչափված PH մետր `ճշգրիտ չափելու համար pH ձեր բուֆեր լուծում:
2. Որոշեք ճշգրտման ուղղությամբ. Որոշեք, թե արդյոք անհրաժեշտ է ավելացնել կամ նվազեցնել pH.
3. Ավելացնել համապատասխան լուծում.
   • PH- ն իջեցնելու համար (այն ավելի թթվային դարձնել). Դանդաղ ավելացնել նոսր լուծում է Kh2po4 կամ նոսր լուծում ուժեղ թթու հավանել Հլխոր (հիդրոքլորային թթու), մինչ շարունակաբար դիտարկվում է pH PH մետրով:
   • PH- ն բարձրացնելու համար (այն դարձնել ավելի հիմնական / ալկալային). Դանդաղ ավելացնել նոսր լուծում է K2hpo4 կամ նոսր լուծում նման ուժեղ բազայի Քոն (կալիումի հիդրօքսիդ) կամ NaOH (նատրիում հիդրօքսիդ), իսկ շարունակաբար վերահսկելով pH PH մետրով:
4. Մանրակրկիտ խառնել. Ապահովել լուծում ամեն հավելումից հետո լավ խառնված է:
5. Դադարեք, երբ ցանկալի PH- ն է հասնում. Շարունակեք ավելացնել ճշգրտումը լուծում Փոքր ավելացմամբ, մինչեւ PH մետրը կարդաց ցանկալիը pH արժեք: Զգույշ եղեք, որ չօգտագործեք:

Կարեւոր նշում. Միշտ ավելացնել ճշգրտումը լուծում դանդաղ եւ փոքր քանակությամբ, մինչդեռ շարունակաբար խառնելով եւ դիտարկելով pHՄի շարք Սա խանգարում է կտրուկ pH փոփոխություններ եւ ապահովում է բուֆեր Պահպանում է այն բուֆերային հզորությունՄի շարք Կարող եք հղում կատարել Քանդի քիմիական նատրիումի ացետատ Նմանատիպ քիմիական նյութերի հետ լավագույն փորձը խառնելու փաստաթղթեր:

Որոնք են ֆոսֆատ բուֆերների որոշ ընդհանուր ծրագրեր:

Ֆոսֆատի բուֆերներ աներեւակայելի բազմակողմանի են եւ օգտագործվում են ծրագրերի լայն շրջանակում, ներառյալ.

• Կենսաբանական հետազոտություն. Պահպանելը pH բջջային մշակույթների, սպիտակուց լուծումներ եւ ֆերմենտային ռեակցիաներ: PBS լուծույթՕրինակ, է ֆոսֆատ բուֆերային աղ:
• Մոլեկուլային կենսաբանություն. ԴՆԹ-ն եւ Ռա Արդյունահանություն, էլեկտրոֆորեզ եւ այլ մոլեկուլային կենսաբանություն տեխնիկա.
• Կենսաքիմիա. Ունսիմի կինետիկ ուսումնասիրություն, սպիտակուց մաքրումը եւ այլ կենսաքիմիական գործընթացները:
• Քիմիա. Որպես ա բուֆեր քիմիական ռեակցիաներում եւ տիտրություններում:
• Դեղագործական արդյունաբերություն. Դեղեր եւ դեղամիջոցներ ձեւակերպելը:
• Սննդի արդյունաբերություն: Վերահսկիչ pH սննդի վերամշակման եւ պահպանման մեջ:
• Արդյունաբերական ջրի բուժում. Քանդի քիմիական նյութերը առաջարկում են բազմազան ֆոսֆատներ որոնք հաճախ օգտագործվում են ջրի բուժման մեջ:

Կենսաբազմազանությունը եւ կարգաբերումը pH միջակայքը Ֆոսֆատի բուֆերներ Դարձրեք նրանց արժեքավոր գործիք շատ տարբեր ոլորտներում: Առանձնահատկությունը համակենտրոնացում մի քանազոր pH դրանց բուֆեր կընտրվի հատուկ դիմումի պահանջների հիման վրա:

Ֆոսֆատի բուֆերային պատրաստման խնդիրներ

Ահա պատրաստվելիս բախվել են որոշ ընդհանուր խնդիրներ Ֆոսֆատի բուֆերներ Եվ ինչպես լուծել դրանք.

• PH- ը կայուն չէ.

  • Համոզվեք, որ ձեր PH մետրը պատշաճ կերպով տրամաչափված է: Օգտագործեք թարմ տրամաչափումը բուֆեր եւ հետեւեք արտադրողի ցուցումներին:
  • Համոզվեք, որ աղերը ամբողջովին լուծարվեն: Խառնել լուծում մանրակրկիտ, մինչեւ առանց ամուր մասնիկներ չմնան:
  • Օգտագործեք բարձրորակ, մաքուր քիմիական նյութեր: Կեղտը կարող է ազդել pH մի քանազոր բուֆերային հզորություն. Քանդի քիմիական նյութը ինքն է մաքրության մեջ.
  • Ստուգեք աղտոտումը: Համոզվեք, որ ձեր ապակե իրերը եւ ջուրը մաքուր եւ զերծ են աղտոտողներից:
  • Ավելացրել եք բոլոր բաղադրիչները: Ստուգեք, որ ճիշտը տեսնեք զանգված Բոլոր բաղադրիչների համար:

• PH- ն չափազանց բարձր է կամ շատ ցածր.

  • Կրկնակի ստուգեք ձեր հաշվարկները: Համոզվեք, որ օգտագործեք ճիշտ քանակությունը Kh2po4 մի քանազոր K2hpo4.
  • Կարգավորեք pH- ն ուշադիր օգտագործելով նոսր լուծումներ Kh2po4 (իջնել pH) կամ K2hpo4 (բարձրացնել pH) կամ նոսրացնել Հլխոր կամ Քոն Ինչպես նկարագրված է վերեւում:

• Բուֆերում նստվածքների ձեւեր.

  • Դա կարող է պատահել, եթե բուֆերի կոնցենտրացիան չափազանց բարձր է: Փորձեք նոսրացնել բուֆեր.
  • Որոշ ֆոսֆատի աղեր ունեն սահմանափակ լուծելիություն: Համոզվեք, որ չեք գերազանցում դրանց լուծելիության սահմանը աղեր Դուք օգտագործում եք:
  • Ջերմաստիճանը կարող է ազդել լուծելիության վրա: Մի քանիսի ֆոսֆատ Աղերը ավելի քիչ լուծելի են ստորին ջերմաստիճանում:
  • ԱղտոտումՄի շարք Համոզվեք ձեր քիմիական Ռեակտիվները զերծ են աղտոտումից, եւ որ դուք աշխատում եք ստերիլ պայմաններում, ազատ աղտոտող նյութերից զերծ:

• Չի կարող ձեռք բերել իմ ցանկալի pH

  • Եթե ​​հետեւել եք ա արձանագրություն եւ դուք չեք հասնում նշված PH- ին, փորձեք նայել կառավարություն. Հետազոտել ունի գիտնականների կայուն համայնք, որոնք կիսում են իրենց փորձը, եւ կարող եք գտնել բացատրությունՄի շարք Եթե ​​ձեր հատուկ ֆոսֆատ բուֆերի մասին հարցը չի եղել հարցիր, հնարավոր է պատմել ձեր հարցը նման մեկին:

Հիմնական հավաքում

• Kh2po4 (կալիում Dihydrogen ֆոսֆատ) եւ K2hpo4 (Դիպոտասիում ջրածնի ֆոսֆատ) հիմնական բաղադրիչներն են Ֆոսֆատի բուֆերներ.
• Kh2po4 թթվային է, մինչդեռ K2hpo4 Հիմնական է:
• Է հարաբերություն է Kh2po4 մի քանազոր K2hpo4 որոշում է pH դրանց բուֆեր լուծում:
• Ֆոսֆատի բուֆերներ արդյունավետ են pH 6.0-ից 8.0-ի սահմանը:
• Դուք կարող եք Պատրաստեք ֆոսֆատ բուֆերներ օգտագործում Kh2po4 մի քանազոր K2hpo4կամ տիտրագրելով ֆոսֆորաթթու (H3PO4) ուժեղ բազայով:
• Ուշադիր pH Կարգավորումը եւ խնդիրների լուծումը անհրաժեշտ են հաջողակ համար բուֆեր Պատրաստում:
• Եթե ​​ձեր բուֆերը պատրաստում են H3PO4 Titrate հետ Քոն մինչեւ լուծում հասնում է ցանկալի pH- ին:
• Գնալ Kh2po4 դեպի K2hpo4 Դուք պետք է Ավելացնել koh.
• Հակադարձ, օգտագործման համար Հլխոր.

Այս համապարփակ ուղեցույցը ապահովում է ամուր հիմք `հասկանալու եւ օգտագործման համար Ֆոսֆատի բուֆերներ Ձեր աշխատանքում: Մի մոռացեք միշտ խորհրդակցել հատուկ արձանագրությունների եւ անվտանգության ուղեցույցների վերաբերյալ ձեր փորձերի համար: Հաջողություն.